SU1733880A1 - Футеровка ванны плавильной печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к печестрое- нию, конкретно к конструкции футеровки ванны электропечи, может быть использовано в химической промышленности и металлургии . Перекрытие сло  массы 6 выполн ют в виде блока-компенсатора 7 в форме перевернутой усеченной пирамиды с соотношением ширины верхнего основани  к нижнему (3-4): 1, при этом блок-компенсатор 7 размещают в вырезе верхнего углеродного блока, а торцовые части лежащих ниже углеродных блоков 4 в сторону сло  массы выполн ют в виде пирамиды 8 с соотношением длины основани  к ее высоте (5- 10):1. В качестве набивной углеродной массы 6 используют термопластичную массу с температурой перехода в твердую фазу при 450-500°С. За счет увеличени  длительности пребывани  массы в жидком состо нии и выбранной конфигурации контактирующих с ней частей угольных блоков достигаетс  запрессовка стыков блоков, что снижает веро тность прохождени  по ним гор чих газов и расплавов. В результате стойкость футеровки ванны увыличилась на 2,0-2,5мес. 1 ил. 1 табл. СО

Description

Изобретение относитс  к конструкции футеровки ванны электропечи, широко используемой в химической промышленности и металлургии.

Известна ванна электротермической печи, содержаща  металлический кожух и футеровку, котора  выполнена из углеродных блоков, установленных относительно кожуха с зазором. Зазор заполнен углерод- содержащим материалом. Блоки имеют пр моугольное сечение и формируют ванну в форме правильного цилиндра.

Недостатком такой конструкции футеровки ванны печи  вл етс  то, что слой из массы, наход щийс  в зазоре между кожухом и блоками футеровки не имеет достаточной плотности, он проницаем дл  агрессивных газов и расплавов, что приводит к аварийным ситуаци м на печи.

Известна футеровка ванны плавильной печи, содержаща  кожух, примыкающую к нем кладку из кирпича, слой углеродной набивной массы, углеродные блоки и перекрытие всей торцевой части футеровки стен кирпичной кладкой.

Недостатком такой конструкции футеровки ванны плавильной печи  вл етс  то, что углеродна  набивна  масса, помещенна  в зазор между кладкой из огнеупорного кирпича и углеродными блоками, также не обладает требуемой плотностью и  вл етс  проницаемой дл  агрессивных газов и расплавов . В процессе эксплуатации печи размываютс  межблочные швы футеровки, что приводит к интенсивному разрушению блоков . Слой углеродной набивной массы не может надежно защитить кожух ванны от расплавов металла и газов, которые проникают через размытые участки межблочных швов, затем через слой массы и разрушают металлический кожух печи. Кроме того, при расширении углеродных блоков углеродна  масса, не облада  достаточными компенсационными свойствами, не воспринимает возникающие механические нагрузки, что приводит к разрыву кожуха и аварии. В момент остановки печи при охлаждении и соответствующем уменьшении углеродных блоков углеродна  масса остаетс  в сжатом состо нии, т.е. по всей высоте печи в зазоре образуетс  пустое не заполненное массой пространство, что в дальнейшем приводит к нарушению теплового режима работы печи.

Цель изобретени  - повышение надежности защиты кожуха от воздействи  агрессивных сред и повышени  срока службы футеровки ванны печи.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в конструкции футеровки ванны плавильной печи, содержащей кожух, кладку подины из

огнеупорного материала и углеродных блоков , огнеупорную кладку и углеродные блоки у стен с размещением между ними сло  углеродной набивной массы и огнеупорное 5 перекрытие сло  массы, данное перекрытие сло  массы выполнено в виде блока-компенсатора в форме перевернутой усеченной пирамиды с соотношением ширины верхнего основани  к нижнему (3-4): 1, при этом

0 блок-компенсатор размещен в вырезе верхнего углеродного блока, а торцовые части лежащих ниже углеродных блоков в сторону сло  массы выполнены в виде пирамиды с соотношением длины основани  к ее высоте

5 (5-10):1, а в качестве набивной углеродной массы использована термопластична  масса с температурой перехода в твердую фазу 450-500°С.

Эффект защиты металлического кожуха

0 достигаетс  тем, что в уплотнительном зазоре , размещенном между слоем огнеупорной кладки и слоем углеродных блоков, термопластична  масса (ТУ 48-4814-25-85), находитс  во врем  работы печи в

5 пластичном (нескоксованном) состо нии в непосредственном контакте с боковыми поверхност ми блоков обоих слоев футеровки. Она заполн ет все поры, сколы и выбоины, создава  плотную непроницаемую дл  рас0 плавов и газов монолитную футеровку.

Торцовые наклонные плоскости боковых углеродных блоков, примыкающие попарно к соответствующим межблочным швам, образуют направл ющие каналы, че5 рез которые в период работы печи при расширении углеродных блоков происходит самоуплотнение межблочных швов термопластичной массой путем запрессовки ее из межслойного зазора.

0 Величина уклона торцовых полуплоскостей к межблочным швам выбрана экспериментальным путем и задаетс  соотношением основани  пирамиды к ее высоте. При соотношении основани  пирамиды

5 к ее высоте меньше 5:1 достигаетс  истечение и запрессовывание термопластичной массы в межблочны швы при минимальных величинах расширени  углеродных блоков. Однако при этом приходитс  срезать значи0 тельную часть торцовой поверхности углеродных блоков, что ослабл ет этот футеровочный слой. При соотношении основани  пирамиды к ее высоте более 10:1 истечение массы из зазора в пространство

5 межблочных швов не происходит даже при максимальных величинах расширени  углеродных блоков. Оптимальным соотношением основани  пирамиды к ее высоте  вл етс  соотношение 5:1, при котором достигаетс  эффективное истечение запрессовывание массы из зазора в пространстве межблочных швов при рабочих режимах печи .

Блоки-компенсаторы, размещенные в вырезе верхних боковых углеродных блоков , своим весом воздействуют на столб массы, наход щейс  в пластичном состо нии , и обеспечивают таким образом посто нное заполнение воздушных зазоров, образующихс  между слоем углеродных фу- теровочных блоков и слоем термопластичной массы во врем  чередующихс  расширений углеродных блоков при их нагреве в рабочем режиме печи и последующих сжиманий при их охлаждении во врем  остановок печи. В результате в любой момент сохран етс  плотный контакт поверхностей футеровочных материалов в сло х и с металлическим кожухом, т.е. сохран етс  непрерывна  теплова  цепь дл  теплообмена футеровки ванны с окружающей средой.

Соотношение ширины верхнего основани  к ширине нижнего основани  (4:1)  вл етс  оптимальным, при котором блок- компенсатор свободно перемещаетс  вверх под действием сжимающих усилий со стороны боковых футеровочных блоков (при их разогреве и последующем расширении). При соотношении верхнего основани  к нижнему основанию менее (3:1) не происходит свободного скольжени  и перемещени  блока-компенсатора вверх. Он жестко стопоритс  между боковыми футеровочными блоками, преп тству  их расширению при нагреве, что приводит к разрушению последних . При соотношении верхнего основани  к нижнему более (4:1) блок-компенсатор свободно перемещаетс  в верхнем направлении при сжатии его боковыми блоками, однако при этом требуетс  срезать большую часть торцовых плоскостей верхних боковых блоков, что нецелесообразно , так как снижаютс  их прочностные свойства.

На чертеже изображена конструкци  предлагаемой футеровки ванны плавильной печи, (вертикальный разрез).

Футеровка ванны плавильной печи состоит из металлического кожуха 1, кладки подины из огнеупорного материала и углеродных блоков 2, боковой огнеупорной кладки (магнезитовых блоков) 3, примыкающей к кожуху, и боковых углеродных блоков 4, установленных с зазором 5 относительно боковой огнеупорной кладки (блоков) 3. Между сло ми из огнеупорных блоков 3 и углеродных блоков 4 (в зазоре 5) размещен слой из термопластичной массы 6. В верхней части зазора 5 над слоем термопластичной массы 6 в вырезе крайних верхних углеродных блоков размещено перекрытие р да блоков-компенсаторов 7, имеющих

форму перевернутой усеченной пирамиды . Торцовые части 8 лежащих ниже углеродных блоков 4 в сторону сло  массы выполнены в виде правильных четырехгранных пирамид 9 с уклоном к межблочным

швам 10.

Данные по зависимости стойкости футеровки ванны печи от параметров уклона торцовых частей боковых углеродных блоков к межблочным швам и величины соотношени  ширины верхнего основани  к ширине нижнего основани  блоков-компенсаторов (при размещении термопластичной массы между сло ми футеровки) были получены экспериментальным путем в лабораторных

услови х.

Полученные результаты приведены в таблице.

Предложенна  ванна работает следующим образом.

Монтаж футеровки подины осуществл етс  обычным пор дком. При монтаже боковой футеровки ванны сначала устанавливаетс  бокова  огнепорна  кладка (блоки ), примыкающа  к кожуху, затем боковые углеродные блоки с зазором относительно боковой огнеупорной кладки (блоков) соответствующим прин той технологии в зависимости от мощности печи. Зазор между

смежными сло ми блоков заполн етс  углеродной термопластичной массой до уровн  верхнего р да боковых блоков. В верхней части футеровки в вырез верхних углеродных блоков непосредственно на слой массы

устанавливаютс  блоки-компенсаторы (перекрытие ).

По мере выхода печного агрегата на рабочий режим (при подъеме температуры

в ванне до 1400-1500°С) углеродные блоки боковой футеровки нагреваютс  и расшир ютс , при этом усилие расширени  передаетс  на термопластичную массу, наход щуюс  в зазоре при температуре

200-300°С, и на блоки-компенсаторы. Масса находитс  в непосредственном контакте с направл ющими каналами, образованными торцовыми полуплоскост ми боковых углеродных блоков. При возрастании давлени  происходит направленное истечение массы по стенкам направленных каналов (по наклонным торцевым полуплоскост м) к межблочным швам и впрессовывание ее в пространство (в пустоты и разгары) межблочных швов с последующим закоксовыванием. Избыточное количество массы перемещаетс  в верхнем направлении и поднимает блоки-ком- пенсаторы. После остановки печи футеровка охлаждаетс  и углеродные блоки сжимаютс . При этом между сло ми боковой футеровки из огнеупорных и углеродных блоков образуютс  воздушные зазоры. Воздушные зазоры сразу же заполн ютс  массой благодар  тому, что блоки-компенсаторы силой собственного веса еда вливают слой выдвинутой вверх массы и возвращает ее в исходное положение. Размещение сло  термопластичной массы между сло ми футеровочных блоков, изготовление на торцовых плоскост х углеродных блоков направл ющих каналов, через которые осуществл етс  самопроизвольна  подпрессовка термопластичной массы в пространство межблочных швов во врем  работы печи, а также установка перекрыти  в виде блоков-компенсаторов, обеспечивающих заполнение пустот в зазоре, значительно повышает надежность защиты кожуха и увеличивает срок службы футеровки печи между ее ремонтами до 16 мес. вместо 13,5 мес. по прототипу.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Футеровка ванны плавильной печи, содержаща  кожух, кладку подины из огнеупорного материала и углеродных блоков, огнеупорную кладку и углеродные блоки у стен с размещением между ними сло  углеродной набивной массы, огнеупорное перекрытие сло  массы, отличающа с 

   тем, что, с целью повышени  надежности защиты кожуха от воздействи  агрессивных газов и расплавов, увеличени  срока службы футеровки, перекрытие сло  массы выполнено в виде блока-компенсатора в форме перевернутой усеченной пирамиды с соотношением ширин верхнего основани  и нижнего (3-4): 1, при этом блок-компенсатор размещен в вырезе верхнего углеродного блока, а торцовые части лежащих ниже углеродных блоков в сторону сло  массы выполнены в виде пирамиды с соотношением длины основани  и ее высоты (5-10):1, а в качестве набивной углеродной массы использована термопластична  масса с температурой перехода в твердую фазу 450-500°С.